Nano är hett inom cancermedicinen. Tanken är egentligen enkel. Forskarna kopplar giftiga läkemedel till en partikel som är så liten att den kan färdas fritt genom blodomloppet. När partikeln sedan träffar på en tumör ska de stanna upp och släppa ut sin giftiga last. Eftersom cellgifterna inte längre sprider sig fritt i hela kroppen, ökar dosen vid tumören och förhoppningsvis också verkan av läkemedlet. Dessutom får personen som behandlas färre biverkningar.
Under lång tid har forskare testat all sköns olika nanopartikelbaserade läkemedelssystem i djurförsök. Ofta med väldigt goda resultat. Men nu är det dags att se om detta också fungerar i den krassa kliniska verkligheten. I USA har flera företag avslutat fas I-prövningar riktade mot cancer. Ännu är inga resultat publicerade i vetenskapliga tidskrifter, men flera företag är på väg in i fas II efter, enligt företagens egna utsagor, lyckade fas I prövningar.
Ett av dessa företag, amerikanska CytImmune Sciences, beräknar att starta fas II-prövningar i början av nästa år. De har belagt en 27 nanometer stor guldpartikel med tumör nekrosfaktor alfa (TNF-alfa). CytImmune kallar behandlingen Aurimune.
? TNF-alfa är ett kraftfullt cancerläkemedel, med det är alldeles för giftigt. Det räcker med ett milligram för att ge mycket allvarliga biverkningar. Det kan leda till generell organsvikt, vilket är förödande
och kan vara dödligt, säger Lawrence Tamarkin, grundare och VD för CytImmune Sciences.
Men med nanopartiklarnas hjälp har fyra patienter nu fått 1,2 milligram, vilket är mer än den potentiellt dödliga dosen.
? Vid den högsta dosen av Aurimune fick patienterna en TNF-alfa dos som var 30 gånger högre än vad man kan ge om enbart TNF-alfa injiceras, säger Lawrence Tamarkin.
Enligt Lawrence Tamarkin fick patienterna inte några oväntade allvarliga biverkningar. De fick feber och frossa, men det gick att behandla.
Hemligheten med nanopartiklar är att de automatiskt ansamlas vid tumörer. När tumörer växer bildar de nya blodkärl för att få syre och näring. Dessa blodkärl är till en början inte helt täta. Så nanopartiklarna läcker ut och fastnar i tumören. När CytImmune analyserade prover från en patient med bröstcancer hittade de nanopartiklarna i tumören, men inte i den övriga
bröstvävnaden.
För CytImmune var det viktigt att nå över gränsen ett milligram TNF-alfa. Idag används den dosen i en form av cancerterapi som kallas regional hyperterm perfusion; blodomloppet i en arm eller ett ben snörs av. Sedan behandlas kroppsdelen lokalt med en kombination av cytostatika och TNF-alfa. Behandlingen används framförallt vid malignt melanom och sarkom med bra respons. I flera studier har majoriteten av alla patienter svarat på behandlingen, många gånger har tumörerna försvunnit helt.
Lawerence Tamarkin vill inte kommentera om de har sett någon effekt på tumörerna under fas I-studien. Som alla fas I-studier, var den inte upplagd för att testa behandlingens slagkraft. Det får istället fas II-studien utvisa. Den kommer att dra igång i början av nästa år, säger han. I den ska CytImmune kombinera Aurimune med olika former av cytostatika. Till en början ska patienter med malignt melanom, njurcancer, bröstcancer, äggstockscancer, icke småcellig lungcancer och mjukdelssarkom behandlas.
Amerikanska Introgen Therapeutics rapporterar också att feber som enda genomgående biverkan i deras första fas I-studie med ett nanobaserat läkemedel. Dom använder nanopartiklar av kolesterol för att leverera genen för ett tumör suppressorprotein: FUS1. Den genen är ofta satt ur spel i cancerceller. Med hjälp av nanopartikeln återför företaget genen till cancercellerna och hoppas därmed kunna stoppa tillväxten och spridningen av cancer.
? Det här är ingen kontrollerad studie. Behandlingen jämförs inte med något annat läkemedel. Men ett antal patienter har levt längre än förväntat, säger VD David Nance.
Studien utförs på patienter med icke småcellig lungcancer vid M.D. Anderson Cancer Center i Texas.
Kritiker säger att metoden förmodligen är ineffektiv när det gäller att leverera gener till en cell. För att genen ska komma in i cellkärnan måste nanopartikeln först spontant slå sig ihop med cancercellerna. Sen måste DNA-strängen, som utgör genen, överleva hela vägen in i cellens kärna.
? Men vi har kontrollerat att FUS1-genen uttrycks i tumörerna, säger David Nance.
Ett tredje företag, amerikanska Calando Pharmaceuticals, har också nyligen avslutat en fas I-studie. Deras nanoläkemedel, IT-101, attackerar ett enzym, topoisomeras 1, som cancercellerna är beroende av när de ska dela sig. Calando Pharmaceuticals säger att de snart kommer gå in i fas II med det läkemedlet.
? Den här klassen av läkemedel ger ofta allvarliga biverkningar. Men vi såg inga av dessa med IT-101, säger James Hamilton, vd för Calando Pharmaceuticals.
? Det fanns tecken på att läkemedlet fungerar, men fas II-prövningen är utformad för att testa det, fortsätter han.
Det kommer inte som en överraskning att cellgifter inkapslade i nanopartiklar kan ge färre biverkningar. Läkare använder redan ett sådant läkemedel, Caelyx, till bröstcancerpatienter som behöver behandlas med doxorubicin men som lider risk för hjärtproblem. I Caelyx är doxorubicin inkapslat i en liten fettpartikel, i en så kallad liposom, och går därför mindre hårt åt hjärtat.
Men nanopartiklar kan i teorin också ge kraftigare biverkningar i vissa organ, framförallt i levern och mjälten. Djurförsök har bland annat visat att halterna av doxorubicin i lever och mjälte kan bli högre om cellgiftet kapslas in en nanopartikel . Skillnaden är dock storleksberoende och vid vissa storlekar blir det ingen skillnad alls. Det här kan givetvis också vändas till en fördel när läkarna ska behandla cancer i just levern eller mjälten.
Men för att få än mer träffsäkra nanopartiklar vässar nu forskarna tekniken i andra generationens nanobehandlingar. Vid Uppsala universitet utvecklar Lars Gedda, docent i biomedicinsk strålningsvetenskap, tillsammans med Katarina Edwards, professor i fysikalisk kemi, ett nanobaserat läkemedel där ytan är täckt med en målsökande molekyl. De använder molekyler som dockar till HER 2-receptorn på ytan av cancerceller. Det är samma receptor som bröstcancerläkemedlet
Herceptin binder till.
Själva nanopartikeln, en liposom, fyller Katarina Edwards och Lars Gedda med en modifierad variant av cellgiftet doxorubicin. Till doxorubicin har de kopplat en radioaktiv jodatom, vars strålning har en extremt kort räckvidd.
? Nanopartiklarna ger oss en möjlighet att använda nuklider som annars aldrig skulle vara aktuella. Vi måste få nukliden att sitta på själva DNA strängen för att den ska bli terapeutisk, säger Lars Gedda.
När nanopartiklen binder till HER 2-receptorn sväljer cellen hela partiklen. Väl inne i cellen läcker innehållet ut. Doxorubicin binder till DNA och när jodatomen sönderfaller går strängen av.
I djurförsök har Lars Gedda och Katarina Edwards visat att den målsökande molekylen ger en högre ansamling av nanopartiklar i tumören. Just nu testar de systemets effektivitet genom att spruta in nanopartiklarna i möss strax efter en injektion av fria cancerceller. Tanken är att nanopartiklarna ska fastna på cancercellerna och oskadliggöra dem innan de hinner få fäste i musen och börjar växa.
Bengt Westermark, forskningschef vid Cancerfonden, tycker att utvecklingen inom nanomedicinen är spännande:
? Det flesta tumörer som botas idag botas med kirurgi och strålbehandling. Det återstår oerhört mycket att göra inom behandlingen av framförallt spridd cancer, säger Bengt Westermark.
Han tar bröstcancer, prostatacancer och lungcancer som exempel.
? Dödligheten i dessa sjukdomar går ner väldigt långsamt. Det krävs en utveckling av läkemedelsbehandlingarna och där är olika typer av nanomedicin väldigt intressant. Men det är fortfarande ett utvecklingsområde. Framtiden får visa hur det går, säger Bengt Westermark.